"Transformator-Regelumschalter" Bei Regelumschaltern für Transformatoren
hoher Leistungen und einer sehr hohen Spannung hat man eine Herabsetzung der Schaltleistungen
aufgrund einer mehrfachen Stromunterbrechung und durch Parallelschaltung geteilter
Ohmacher Widerstände erreicht, die in den Zweigstromkreis mittels isolierter Kontaktbrücken
seriengeschaltet werden. Hierdurch wird die Leistung an den Kontakten durch Teilung
der einen Leistungskomponente der wiederkehrenden Spannung herabgesetzte was durch
Abnahme an einem Teil des Ohmschen Widerstandes bestimmt wird. Die wiederkehrende
Spannung kann man so auf einen Wert herabsetzen, welcher mit dem unterbrochenen
Strom eine Schaltleistung liefert, die durch die geläufig verwendeten Transformator-Umschaltgeräte
bewältigt wird» Diese Ausführung kann mit Vorteil bis zu einem bestimmten Grenzwert
des unterbrochenen Transformator-Nennetromes
verwendet werden. Bei
Transformatoren mit hohen Nennströmen reicht diese Herabsetzung der Leistung an
den Umschalterkontakten nicht mehr ausq da eine große Abbrennung der mit wertvollen
Kontaktwerkstoffen versehenen Kontakte eintritt. Dadurch sinkt die Lebensdauer der
Kontakte, was durch wiederholte Revisionen der Umschalter und oftmaliges Austauschen
der Abbrennkontakte zum Vorschein kommt, Nach dem Oesterreichischen Patent Nr.
196.974 und dem Schweizerischen Patent Nr. 3.52.400 wird der hohe Transformator-Nennstrom
in Parallelzweige mittels Induktivteiler geteilt. Zwecks Herabsetzung der wiederkehrenden
Spannung an den Umschalter-Abbrennkontakten sind gegenüber dem eiüfachen und bekannten
Umschalter mit zwei Widerständen in jedem Stromzweig mehrfache Ohmsche Widerstände
unter Beibehaltung einer einfachen Unterbrechung eines jeden Stromweges eingeschaltet.
Durch diese Ausführung des Umschalters wird unangemessen zur-Herabsetzung der wiederkehrenden
Spannung an den Kontakten die Anzahl der Ohmachen Widerstände erhöht sowie deren
gesamten aktives Gewicht. Dabei steigt auch die Anzahl der Ab-
brennkontakte
an einer Schaltbahn".
Dadurch wird die Konstruktion den Umschalters
kompliziert, Insbesondere die große Anzahl der Abbrennkontakte einer Schaltbahn,
die bei einem UmschAter mit Abwälzbewegung der beweglichen Teile im Kreinbogen angeordnet
sind, vergrößert die Grundrißabmessungen des Umschalters, der mit Rücksicht auf
die kinematischen Bedingungen des Umschalt. vorganges und auf die dynamische Beanspruchung
der bewege lichen Teile den Umschalters in dieser Hinsicht ziemlich begrenzt
ist. Gemäß den angeführten Patentschriften wird diesen Problem durch einen vergrößerten
Hub der an beweglichen Sogmenten angeordneten Kontakte gelöst, was jedoch eine komplizierte
Einrichtung an den beweglichen Teilerges Unachalters erfordert. Dadurch wird die
betrieUche Sicherheit sowie die mechanische Lebensdauer herabgesetzt unter gleichzeitiger
Steigerung der Herstellungskosten den Um- -
Es ist die Aufgabe der vorliegenden
Erßindung» die Nachteile der bekannten Regelumschalter zu vermeiden und einen einfachen
Umschalter von hoher Lebensdauer für hohe Nennströme mit wenigen Abbrennkontakten
zu schaffen, der nur wenige Mm ehe Widerstände aufweist. Das Wesen der M#findung
besteht in der Strouverteilung lind, in der zweifachen Serienunterbrechung
der Teiletröme
unter paralleler Hinzuschaltung von Teilströmen.
Aus diesem Grunde sind in jedem der beiden fibereinstimmenden Zweige des Umschalters
zwei übereinstimmende Gruppen der-Umschaltteile angeordnet, von denen jede einen
Strom-Indüktionsteiler und Ohmsche Widerstände enthält, die in der'ersten Gruppe
paral-
lel an den Umschalterzweigg in der zweiten Gruppe an die feste Umschalter-Ausführung
geschaltet sind" wobei zwecks, gemeinsamer Verbindung von Schaltteilen der übereinstimmenden
Gruppen in den beiden Umschalterzweigen vier bewegliehe Kontaktbrücken angeordnet
sind, die isoliert und bezüglich ihrer Bewegung mechanisch gekuppelt sind. Die Berührungefläche
einer jeden Kontaktbrücke ist für ein gleichzeitiges Zu- oder Abschalten zweier
fester Kontakte einge-, richtett an die allmählich in Bewegungsrichtung der bewe.gliehen
Kontaktbrücken indem abgeschalteten Umschalterzweig freie Spulenenden der Stromteiler
und der Ohmachen Widerstände, in dem eingeschalteten Umschalterzweig umgekehrt freie
Enden der Ohmschen Widerstände und der Spulen der Stromteiler angeschlossen werden...
Die erfindungsgemäße Anordnung der Indulztions-Stromteilerg der Ohmschen Widerstände
und das Umschaltverfahren gemäß der Erfindung ist an Hand der Zeichnung im Ainzelnen
erläutert.
Gemäß Fig. 1 sind zur Wicklung des Transformators
14 mittels der Abiweigungen 4, 5 die zwei Zweige des Umschalters 192 angeschlossen.
Die Zweige 4,2 sind übereinstimmend ausgeführt und jeder von ihnen enthält zwei
übereinstimmende Gruppen von Umschaltteilen. Die Umschaltteile der einen Gruppe
bestehen aus dem Stromteiler 3 und zwei Ohmschen Widerständen 7,# Die Wirkung
des Stromteilers wird durch die bekannte Anordnung zweier Spulen erreicht, die sich
in ihrer Magnetisierungseinwirkung auf den eisernen Kern gegenseitig aufheben. Der
Stromteiler 3 und die beiden Ohmschen Widerstände 7 der einen Gruppe
sind an die Abzweigung 4, die der zweiten Gruppe an die Abzweigung 5 angeschlossen.
Die Umschaltteile jeder der übrigen zwei Gruppen werden parallel an die feste Ausführung
des Umschalters 6 angeschlossen. Die freien Baden der Stromteiler
3 und der Ohmschen Widerstände 7 sind in den beiden Zweigen des Umschalters
an die festen Kontakte 9 angeschlossen, die paarweise an den Umschaltbahnen
der vier beweglichen Kontaktbrücken 8 angeordnet sind, Die Kontaktbrücken
8 sind isoliert und in der durch Pfeile angedeuteten Bewegungsrichtung mechanisch
gekuppelt. Ihre Endlagen sind in der Zeichnung strichliert dargestellt. Die B0rÜhrungsfläche
einer jeden Kontaktbrücke 8 ist bezüglich Formgestaltung für ein gleichzeitiges
Hinzuschalten oder Abschalten zweier fester Kontakte 9 ausgeführt. Die Lagi
je zweier
Nbntaktbrückeh 8 eines jeden Zweiges des Umschalters
1,2 ist gleichg so daß in den einzelnen Zweigen des Umschalters 122 gleichzeitig
vier feste Kontakte 9 geschaltet werden, und zwar hinzu- oder abgeschaltet
werden. Aus Fig. 1 ist ersichtlichg daß in dem eingeschalteten Zweig des
Umschalters 1 der mit I bezeichnete Stromkreis durch zwei Kontaktbrücken
8 abgeschlossen wirdg von denen jede einen Teilstromzweig über die Wicklung
beider Stromteiler 3 abschließt. Bei der Umschaltung wird zunächst durch
jede der beweglichen Kontaktbrücken 89 parallel zur Wicklung der Stromteilerg
je ein Ohmscher Widerstand '7 angeschlossen.
In dem nächsten Augenblick beginnen die beiden Kontaktbrücken8 an
den festen Kontakten 9 die Wicklungen der beiden Stromteiler 3 zu
trennen, und zwar jede an zwei Stellen des einen Teil-Stromzweißen. Dadurch werden
in den beiden Stromzweigen vier elektrische Lichtbögen ausgebildet, die ik brennenden
Zustand durch zwei Stromteiler 3 erhalten werden. Der Stromunterschied in
den Wicklungen der Stromteiler 3 bewirkt einen Magnetfluß» der eine zusätzliche
Spannung in dem weniger belasteten Stromzweig induziert,--sowie einen Stromabfall
in dem mehr belasteten Stromzweig. Nach dem gleichzeitigen Auslöschen aller elektrischer
Lichtbögen wird die wiederkehrende Spannung an allen SchaltkonteXten durch die Chmschen
Widerstände 7 gesteuert, deren Ohmscher Wert mit Micksicht auf die Teilströme
bestimmt wirde unter Beibeha" tung der minimalen'Meistungen wi den Kontakten. An
den
weiteren festen Kontakten 9 mit den angeschlossenen OhMschen
Widerständen 17 werden dann wiederum die vier Lichtbögen durch die Stromabnahme
an diesen Widerständen erhalten. Die Reihenfolge bei der Schaltung mittels der Kontaktbrücken
8 kann allereings auch eine andere sein,e. Der Umschalter kann auch wie in
lFig;,# 2 dargestellt ausgeführt werden d..h. mit einer größeren Anzahl Chmeher
Widerstände 1*0" wodurch die wiederkehrende-Sparnung an den Kontakten des-Um. Schaltern
bei geteiltem Strom und zweifacher Serienuntärbre-. chung der Stromzweige weiter
herabgesetzt werden kann.., Die be-. weglichen Kontaktbrücken 16,
deren Bewegung durch Pfeile und die lbdlasen strichll bezeichnet sind, worden je
nach Wahl der Anzahl der Chmachen Widerstände 10 für die Überbrückung
der höheren, zahlenmäßig geraden Anzahl der festen Abbrennkontakte 17, ausgeführt.
Der Stromkreis ist mit I, die Regelwicklung des Transformators mit 15 bezeichnet.
Für die Aus-Schaltung der Stronteiler aus der Dauerbelastung durch Nennm# Strom
Sind an dem Umschalter weitere feste Kontaktpaare 13
angeordnet, die an die
Abzweigungen 18,19 und an die feste-Ausführung des Umschalters 20 angeschlossen
sind.,so daß hierdurch die Wicklung 12 der Stromteiler gekürzt wird. Die Kontakte
13 werden beim Umschalten nicht abgebrannt, und Sie können aus Kupfer hergestellt
werden. Die Magnetkreise der
beiden Stromteiler eines jeden Umschalterzweiges
können zu einem gemeinsamen Nagnetkrein 11 vereint worden. In diesem Eälle
ist es notwendig, magnetisch die Wicklung eines jeden Stromzweiges gleich zu orientieren
bei entgegengesetzter Orientierung der Wicklung in den beiden magnetisch gegenseitig
gebundenen Stromzweigen.. die einzelnen Umschalter vergleichen zu können, wird Im
fblgenden ein Umschalter gemäß SigA 2 der Zeichnung und ein Umschalter
gemäß der Österreichischen Patentschrift Nr."-196",974 lig## 59 6t
?betrachtet..-Bei der gleichen Schaltleistung und annähernd den gleichen Abmessungen
beider verglichener Umschalterg weiter bei ihrem gleichen Summenwert des Ohmschen
Widerstandes, gleichem ak-
tiven Gewicht und der gleichen Anzahl Kontakte
einen Schaltwegesq ist der erfindungsgemäße Umschalter wesentlich einfacherg da
bei ihm der komplizierte Mechanismus für die Ermöglichung einer Steigerung der Kontakt-Schalthübeg
der in den
beweglichen Segment gemäß Fig. .5,6 der Oesterreichischen Patentschrift
Nr.. 196".974 notwendig ist, entfällt.@. Bei dem erfindungsgemäßen Umschalter können
in einem bewegliehen Segment isoliert und fest nur vier Kontaktbrücken
gelagert
werdeng die mit 16 in FigA 2 der Zeichnung bezeichnet sind. Diese Kontaktbrücken
können Jeweils zu zweien in diesem Segment übereinander angeordnet werden,*. Dieser
Anordnung entsprechen zwei zugehörige Schaltbahnen der festen Federkontakte 1, l'7.
In Hig., 2 sind die Teile nur schematisch, nicht also in einer Lagenanordnung, gezeichnet,..
Dem nichterhöhten Hub einzelner Kontakte entspricht-bei weitem die halbe wiederkehrende
Spännungg die durch den Abfall an den geteilten (halben) Ohmschen Widerständen
10 gegeben ist' Da der neue Umschalter einfach ist, ist er betrieblich verläßlicher
und in der Herstellung billiger als die bisherigen Ausführungsarten. Bei einem Dreisegmentumschaltere
welcher einphasig verwendet wurde und dessen drei Stromkreise über drei Stromteiler
gemäß dem Oesterreichischen Patent Nr. 196.974 verbunden sind, ist es.z.B. nicht
möglich - wie beim Gegenstand der Erfindung -
die leitende Verbindung
der Metallteile sämtlicher #eweglicher Segmente herzustellen. Die Stromteiler kann
man an die festen Ausführungen 20 anschließen., die den drei gleichen, an die Zweigstellen
18, 19 angeschlossenen Umschaltern angehören (Fig. 2). Dadurch entfällt die
gegenseitig--.t Isolierung dreier beweglicher Segmente, welche die mechan---,che
Festigkeit und die Lebensdauer des Umschalters herabsetzL.
Ausgehend
von der einfachsten bekannten Form des Umschaltere mit zwei Widerständen erzielt
man gegenüber dem Vergleichafall der Umschalter eine im Verhältnis noch bedeutendere
Herabsetzung der wiederkehrenden Spannung-an den Kontakten, und zwar durch Teilung
einfacher Widerstände. Dieser Fall der Widerstandsteilung in Kombination mit der
Stromteilung ist in Sig## 1 der Zeichnung dargestellt. Bei diesem Umschalter
wurde die Schaltleistung an den Kontakten auf ein Viertel gegenüber einem einfachen
Umschalter mit zwei Widerständen herabgesetztg wobei die Anzahl der Widerstände
und der Kontakte einer Schaltbahn unverändert bleibt. Der durch die zwei Zweige
fließende Strom erreicht an dem Kontakt nur den halben Wert und die wiederkehrende
Spannung, die dem Abfall an den Widerständen entspricht, erreicht ebenfalls nur
den halben WertA Durch die Berienparallelteilung der Schaltleistungen gemäß der
&-findung erzielt man bei dem neuen Umschalter bei gleicher Schaltleistung und
annähernd den gleichen Abmessungen mit Rücksicht auf dessen einfachere Ausführung
höhere mechanische Festigkeit und mit Rücksicht auf kleinere Schaltleistüngen an
den Kontakten eine höhere Lebensdauer der Abbrennkontakte.